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"Perfectionnements apportés aux pistons, notamment à ceux pour moteurs à combustion interne ". L'invention est relative aux pistons du genre de ceux dont l'étanchéité, par rapport aux cylindrée, est obtenue à l'aide de segments extensibles, tels que des bagues fendues; et elle concerne plus spécialement, parce que c'est en leur cas que son application paraît devoir offrir le plus d'intérêt, mais non exclusivement, parmi ces pistons, ceux pour moteurs à combustion interne.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces pistons tels qu'ils répondent mieux que jusquà présent aux divers desiderata de la pratique et, en particulier, qu'ils permettent d'éviter que leurs segments ne soient soumis, sous l'effet des pressions supportées par lesdits pistons. à des efforts radiaux exagérés des appliquant contre les parois des cylindres et conduisant à une
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usure rapide de ces dernières.
Elle consiste, principalement, à faire comprendre aux pistons du genre en question au moins un segment extensible monté à l'intérieur d'une gorge dont les parois soient susceptiblés de subir certains déplacements relatifs substantiellement dans la direction de l'axe du piston et telles que, sous l'effet de la pression régnant dans le cylindre, elles tendent à se rapprooher l'une de l'autre en venant serrer le segment,, empêchant ainsi ladite pression de s'infiltrer à l'intérieur de la gorge.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de pré- férenae en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'ap- plioation (celui pour lequel on l'applique aux pistons pour mo- teurs à combustion interne), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les pistons du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles fixes ou mobiles, notamment les moteurs à combustion interne, comprenant de tels pistons.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit.. ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les fig. 1, 2 et 3 de ce dessin montrent, selon des coupes axiales, trois pistons pour moteur à combustion interne établis conformément à trots modes de réalisation de l'invention*
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisa. tion de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'établir un piston
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du genre Diesel, c'est-à-dire possédant un rapport de compression relativement élevé, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On agence ledit piston, dans son ensemble, de toute manière appropriée permettant le montage du ou des segments,, bien qu'il semble particulièrement avantageux, en vue du montas ge des éléments spéciaux dont il va être parlé, d'établir ce piston en plusieurs éléments aisément démontables, par exemple en lui faisant comprendre essentiellement un fond 1 propre à être rendu solidaire d'une jupe 2, soit en étant vissé dans celle-ci, soit, aomme représenté et ainsi qu'il sera supposé par la suite, en lui étant fixé par l'intermédiaire d'un écrou 3 propre à se visser dans l'intérieur d'une collerette cylindrique 4 portée intérieurement par le fond 1 et à appliquer cette collerette sur un rebord 5 solidaire de la jupe 2, soit de toute autre manière, et,
pour ce qui est plus spécialement des moyens propres à assurer l'étanchéité entre le piston et la paroi du cylindre, on leur fait comprendre au moins un segment extensible -- tel qu'une bague tendue 6 montée à l'intérieur d'une gorge dont les parois appartiennent à au moins deux pièces susceptibles de subir certains déplacements relatifs substantiellement dans la direction de l'axe du piston et telles, ces pièces, que,sous leffet de la pression régnant dans le cylindre, elles tendent à. se rapprocher l'une de l'autre en venant serrer le segment par ses faces latérales et en empêchant ainsi ladite pression de s'infiltrer vers l'intérieur de la gorge.
A cet effet, par exemple, on agence de manière telle, ladite gorge, que sa paroi latérale inférieure 7 soit portée par le piston proprement dit, c'est-à-dire par la jupe 2, ladite paroi étant avantageusement constituée par la tranche supérieure de ladite jupe 8, ce qui permet d'en effectuer facilement l'usinage, voire le rodage, et que son autre paroi latérale 8 -- celle disposée du côté du fond du piston --, ainsi que le fond 9 de ladite gorge,
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soient portés par une pièce qui soit susceptible de subir par rapport au piston certains déplacements suivant l'axe de ce dernier, et que la pression tende à rappliquer latéralement contre le segment, lequel se trouve ainsi serré entre les parois 7 et 8, de sorte que ladite pression ne puisse pratiquement pas accéder à la paroi cylindrique intérieure du segment.
A cet effet, le piston étant établi ainsi qu'il vient d'être indiqué, on constitue par exemple la susdite pièce par une bague fermée avantageusement établie en acier inoxydable et présentant une section en cornière telle qu'elle comporte t dtune part, un élément cylindrique 10 coaxial au piston, et propre à être monté librement autour de la collerette 4 de celui-ci -- avec, par exemple, un jeu de 2/10 à 3/10 mm.
(en rayon) entre les deux pièces 4 et 10 --, la paroi cylindrique externe dudit élément 10 étant destinée à constituer par une de ces par. ties le fond 9 de la gorge, et la base dudit élément 10 péné- trant, sur une hauteur convenable, par exemple égale à la hau- teur d'un segment, dans une rainure annulaire ménagée entre la collerette 4 et un rebord intérieur cylindrique 11 adjacent à la paroi 7, un jeu de, par exemple, 1/100 de m.m.
(toujours en rayon) étant prévu entre les deux parois 9 et 11; et, d'autre part, un anneau 12 prolongeant, vers l'extérieur l'élément 10, anneau dont la paroi 8, tournée vers l'intérieur de la gorge, soit susceptible de stadapter de façon étanche sur la face correspondante du segmenta
Pour maintenir en place la bague ainsi établie et lui laisser une certaine possibilité de déplacement axial, ou bien (fig, 1) on fait comporter au fond du piston
13 un rebord circulaire/venant recouvrir partiellement ladite bague et l'on agence l'ensemble de façon telle que, après montage, il subsiste entre ce rebord et la tranche supérieure de l'anneau 12 un jeu de, par exemple, 2/10 de mm.;
et 3 ou bien (fig.2/), on ménage, sur au moins partie de la paroi cylindrique interne de l'élément 10, par exemple sur sa
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carrée ou légèrement trapézoïdaux et, sur la partie en regard de la paroi externe de la collerette 4, un filetage correspondant, un jeu longitudinal de, par exemple, 2/10 de mm. étant ménagé entre lesdits taraudage et file- %age, et des moyens, tels qu'un ergot (fig. 3), étant prévus pour empêcher, après montage, le dévissage de l'élément 10, ou bien on a recoure à tous autres moyens de liaison, par exemple à un emmanchement à baïonnette avec un jeu aonve- nable.
Bien entendu, selon ces dernières solutions, il n'y a pas lieu de munir le fond du piston d'un rebord 13 et on aura avantageusement soin, au contraire, de faire tel, l'anneau 12 que sa face externe se raccorde avec celle du fond de piston, ledit anneau 12 étant agencé de telle manière, ou bien qu'il aille en s'effilant vers son bord libre ( (fig. 2) afin que, dans le cas d'un moteur à lumières, la distribution puisse être assurée par la tranche supérieure du premier segment 6, ou bien que sa face supérieure soit substantiellement plane (fig. 3) auquel cas il présente à la périphérie une certaine épsseur.
D'ailleurs, l'ensemble constitué par le fond de piston, la collerette 4 et la jupe pourrait parfaitement être constitué en une seule pièce,,
Dans tous les cas et quels que soient les moyens utilisée pour maintenir en place la bague (10, 12). on pourra faire l'anneau 12 en deux pièces (fig. 3), en faisant porter la paroi 8 par une bague 14, de préférence non fendue, disposée immédiatement au dessus du segment fendu 6.
Dans le cas où le fond de piston ne comporte pas
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alors de rebord 13, on munira la partie supérieure de l'élément 10, d'un rebord externe 15 (fig. 3), de préférence de diamètre inférieur à celui du piston, la face supérieure de ce rebord se trouvant, après montage, affleurer le fond de piston et, de préférence encore, au niveau de la tranche supérieure de la bague 14 (ce pour quoi on ménagera sur le bord interne de ladite tranche supérieure un logement approprié).
Ainsi, au dessus du segment fendu 8, sera disposé un segment non fendu (bague 8) dont la tranche supérieure afflenrera la partie périphérique du fond de piston et pourra aoagir avec des lumières du cylindre pour assurer la distri- buti on.
De toute façon, lesdits segments non fendu et fendu seront accolée l'un à l'autre lorsque l'anneau 12 sera repous- sé vers le bas et bénéficieront au contraire d*un jeu total de, par exemple, 2/10 de mm. lorsque l'anneau 12 sera soulevé.
De préférence, afin de s'opposer aux fuites de gaz qui pourraient se produire entre Isolément 10 et le piston, en l'espèce la collerette 4, on fait porter, par l'un de ces orga- nes, des segments d'étanchéité 16 s'appliquant contre l'autre après montage (fig. 2 et 3).
Par exemple, on fera porter lesdits segments par la paroi externe de la collerette 4 afin qu'ils s'appliquent contre la partie haute de la paroi interne de l'élément 10,
On constitue avantageusement lesdits segments de telle manière qu'ils s'appliquent très fortement contre la paroi en regard, ce qui ne présente pas d'inconvénient puisque aucun déplaoement relatif important n'a lieu.
On peut alors prévoir, entre les parois 9 et 11, un jeu plus grand que si les segments 14 n'existaient pas, par exemple 2/10 de mm..
Enfin, pour ce qui est de la profondeur de la gorge obtenue à l'aide des éléments dont il vient d'être parlé et de. vant recevoir le segment 6, on la dimensionne de façon telle ..il
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qu'il subsiste un certain jeu de, par exemple encore, 3/10 de mm., entre la face intérieure du segment et le fond 9 de la gorge,
En suite de quoi, on obtient un piston dont le fonctionnement et les avantages sont lea suivants.
Si l'on considère le piston pendant sa course de compression, on peut admettre, dans l'application envisagée, que les effets combinés de la pression et de l'inertie tendent à mainte nir constamment appliquée, contre le segment, la susdite bague 10, 12. En effet, la pression est suffisamment élevée, dans la dernière partie de la course, pour vaincre l'effet de l'inertie, s'exerçant à ce moment en sens inverse) c'est-à-dire dans le sens tendant à écarter lesdites pièces,
Les mêmes conditions se maintiennent pendant la course de détente, ou tout au moins pendant le début de cette course.
Par conséquent, le segment est entièrement soustrait à l'action néfaste des hautes pressions, pendant la compression, l'allumage et la détente, puisque l'intérieur de la gorge se trouve alors complètement isolé du cylindre. En effet, la pression ne peut s'infiltrer, ni entre le segment et la paroi 8, ni entre le rebord 11 et la paroi 9.
Ces conditions n'empêchent pas que l'élasticité du segment ne joue son rôle normal, puisque, pour certaines positions du piston, notamment à mi-course pendant la compression, la force qui appliquera la bague contre le segment sera relativement faible, Au surplus, s'il s'agit d'un moteur à quatre temps, le segment sera entièrement libre pendant des portions importantes des courses d'admission et d'échappement. Ledit segment remplira donc les conditions de bonne étanchéité.
Il est à noter, en outre, que la bague 10, la* joue aussi un rôle d'écran vis-à-vis du segment et le protège contre l'action des hautes températures.
On peut éventuellement prévoir à la périphérie du piston et au dessous du segment 6 des segments ordinaires 15 qui, eux, sont pratiquement soustraits à l'action des hautes pressions..
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Il doit être entendu également que, dans la susdite gorge, on peut insérer plusieurs segments tels que 6,
Enfin, il pourrait être utile, au lieu d'isoler complètement du cylindre l'intérieur de la gorge, lorsque s'exercent dans ledit cylindre les pressions élevées, d'y admettre une certaine pression dans le but notamment de provoquer un ba- layage des dépôts qui seraient susceptibles de s'accumuler au fond de ladite gorge, suivant une disposition déjà décrite, notam- ment,dans le brevet Belgique n de dép8t 315.335 du 15 juin 1934, déposé au mime nom,.
A cet effet, par exemple, l'anneau 10 de la bague pourrait être percé d'un ou plusieurs passages 16 de très faible section, de direction radiale ou oblique,, Bien entons du,au cas où des segments 14 seraient prévus, les passages 16 devraient être ménagés au dessus de ces segments.